PROCESO DE CARBONILACIÓN.

La presente se relaciona con transferencia de calor, más específicamente con un proceso para capturar y reutilizar calor de grado bajo en un proceso para la carbonilación de un alcohol y/o derivado reactivo del mismo. Se conoce la carbonilación de un alcohol y/o derivado reactivo del mismo para producir un ácido carboxílico y/o anhídrido de ácido carboxílico, como se describió por ejemplo en la EP-A-0 144 935, EP-A-0 643 034 y US 6,211,405. Un proceso de carbonilación típico homogéneamente catalizado impone poner en contacto monóxido de carbono con una composición de reacción líquida que comprende un alcohol y/o un derivado reactivo del mismo y un catalizador de carbonilación del grupo VIII (típicamente rodio y/o iridio) en una zona de reacción a temperatura y presión elevadas, opcionalmente en la presencia de uno o más catalizadores y/o promotores. El ácido carboxílico y/o el anhídrido de ácido carboxílico se recupera de la composición de reacción líquida al alimentar la composición de reacción líquida a una zona de separación de destello, en donde se regresa una fracción líquida que comprende el catalizador de carbonilación a la zona de reacción, y una fracción del vapor que comprende ácido carboxílico y/o anhídrido de ácido carboxílico, se alimenta a una o más columnas de destilación para separar reactivos que no han reaccionado y subproductos provenientes del ácido carboxílico y/o del producto de anhídrido de ácido carboxílico deseado. Sin embargo, un problema asociado con los procesos de carbonilación es que se puede perder calor de las corrientes del proceso cuya temperatura es demasiado baja para ser fácil y económicamente utilizadas de otra manera, por ejemplo cuando la temperatura es insuficiente para ser transferida a un suministro de vapor presurizado. Tales corrientes de proceso son a menudo enfriadas por un suministro de agua de enfriamiento o agua refrigerante antes de ser enviadas a medios de almacenamiento o transporte y así se pierde el calor como desperdicio opuesto que se va a capturar y emplear de manera útil. En el documento US 6,114,576, se describe un proceso de carbonilación exotérmico heterogéneamente catalizado en el cual se captura el calor proveniente de una corriente retirada del reactor mediante corrientes del proceso de calentamiento en la sección de recuperación del producto del proceso. Adicionalmente, la GB 1,261, 170 describe un proceso de manejo de calor en la producción de urea, en la cual el calor liberado mediante condensación en una corriente de reciclado se transfiere a una corriente reactiva. Sin embargo, subsiste la necesidad de un proceso de carbonilación en el cual el calor que de otra manera se pierde como desperdicio se pueda capturar y emplear útilmente de otra manera, bien sea en el mismo proceso de carbonilación o en un proceso diferente. De acuerdo con la presente invención se suministra un proceso para la carbonilación de un alcohol y/o derivado reactivo del mismo, cuyo proceso comprende; (a) cargar una o más corrientes de alimentación de la zona de reacción a la zona de reacción, en donde al menos una corriente de alimentación de la zona de reacción comprende un alcohol y/o un derivado reactivo del mismo, y al menos una corriente de alimentación de la zona de reacción comprende monóxido de carbono; (b) mantener en la zona de reacción una temperatura y presión suficientes para permitir que tenga lugar una reacción de carbonilación exotérmica para producir una ácido carboxílico y/o anhídrido de ácido carboxílico; (c) Remover una o más corrientes de productos que comprenden ácido carboxílico y/o anhídrido de ácido carboxílico proveniente de la zona de reacción; 2 ES 2 366 048 T3 (d) transferir el calor contenido en al menos una porción de una o más corrientes de producto a una primer corriente de intercambio de calor; Caracterizada por que el calor se transfiere desde una segunda corriente de intercambio de calor a una corriente de alimentación de la zona de reacción de la etapa (a) antes que se alimente la corriente de alimentación de la zona de reacción a la corriente de intercambio de calor antes que la transferencia de calor sea inferior que aquella de las una o más corrientes de producto. En el proceso de carbonilación de la presente invención, una o más corrientes de alimentación de la zona de reacción se cargan en la zona de reacción en la cual ocurre la reacción exotérmica de carbonilación para producir una o más corrientes de producto. El calor proveniente de al menos una porción de una o más corrientes de productos se alimenta a una primer corriente de intercambio de calor, tal como un suministro de vapor presurizado y que puede ser útilmente empleado de otra manera, tal como en otras partes del mismo proceso de carbonilación, o aún en un proceso completamente diferente. Al menos una de las corrientes de alimentación de la zona de reacción se calienta por una segunda corriente de intercambio de calor, que tiene una temperatura inferior que aquella de una de las corrientes de producto, y que es típicamente una corriente de la cual el calor generalmente se pierde de otra manera como calor de desperdicio. Como consecuencia, la una o más corrientes de producto comprenden calor que se origina de la segunda corriente de intercambio de calor junto con el calor generado por la reacción de carbonilación exotérmica, cuyo calor combinado se puede transferir a la primer corriente de intercambio de calor. Así, el calor que se origina de la segunda corriente de intercambio de calor se transfiere a la primera corriente de intercambio de calor para uso en cualquier otra parte, dando como resultado una pérdida de calor reducida y una mayor eficiencia en el proceso. La segunda corriente de intercambio de calor puede ser cualquier corriente que tenga una temperatura mayor que la corriente de alimentación de la zona de reacción que se va a calentar, cuya temperatura es demasiado baja para ser finalmente empleada en cualquier otra parte por medio de transferencia de calor directa, y cuyo calor se pierde generalmente del proceso como calor de desperdicio. La temperatura de la segunda corriente de intercambio de calor antes de transferir el calor es inferior que la una o más corrientes de producto, y es preferiblemente inferior que la primer corriente de intercambio de calor antes de ser calentado por al menos una porción de la una o más corrientes de producto. La corriente de alimentación de la zona de reacción que se calienta mediante la segunda corriente de intercambio de calor es cualquier corriente de alimentación que se carga en la zona de reacción y que tiene una temperatura por debajo de la segunda corriente de intercambio de calor antes de la transferencia de calor. Las corrientes de alimentación de la zona de reacción adecuada incluyen un suministro de alcohol fresco y/o derivado reactivo del mismo, un suministro fresco de monóxido de carbono, o una corriente de reciclado. Se prefiere que la corriente de alimentación de la zona de reacción que se calienta mediante la segunda corriente de intercambio de calor esté en la fase líquida, como la cantidad de calor absorbido sobre un incremento de temperatura dado que es generalmente mayor que el calor absorbido por la corriente gaseosa sobre el mismo rango de temperatura. La cantidad de calor que se puede absorber por la corriente de alimentación de la zona de reacción también se relaciona con su temperatura antes de la transferencia de calor, así una corriente de alimentación de la zona de reacción de temperatura inferior podrá absorber una mayor cantidad de calor que la corriente de alimentación a temperatura mayor. La corriente de alimentación de la zona de reacción despues de transferir el calor se carga en la zona de reacción, típicamente con otras corrientes de alimentación de la zona de reacción, tal como otros reactivos y corrientes de reciclado. En la zona de reacción, tiene lugar la carbonilación exotérmica para producir una o más corrientes de producto que comprenden ácido carboxílico y/o anhídrido de ácido carboxílico cuya temperatura es mayor que la corriente de alimentación de la zona de reacción calentada por la segunda corriente de intercambio de calor. Preferiblemente, la una o más corrientes de producto tienen una temperatura mayor que todas las corrientes de alimentación de zona de reacción. Al menos una porción de una o más corrientes de producto son preferiblemente cargadas en una zona de purificación para producir ácido y/o anhídrido carboxílico purificado, y que comprende típicamente una o más columnas de destilación. La naturaleza exacta y la configuración de la zona de purificación dependerán de la 3 ES 2 366 048 T3 composición de la corriente de producto y las condiciones de operación en otras partes del proceso, tal como la zona... [Seguir leyendo]

1. Un proceso para la carbonilación de un alcohol y/o derivado reactivo del mismo, cuyo proceso comprende; a) cargar una o más corrientes de alimentación de las formas de reacción a la zona de reacción, en donde al menos una corriente de alimentación de la zona de reacción comprende un alcohol y/o derivado reactivo del mismo, y al menos una corriente de alimentación de la zona de reacción comprende monóxido de carbono; b) mantener en la zona de reacción una temperatura y presión suficientes para permitir que tenga lugar una reacción de carbonilación exotérmica para producir ácido carboxílico y/o anhídrido de ácido carboxílico. c) remover una o más corrientes del producto que comprende ácido carboxílico y/o anhídrido de ácido carboxílico de la zona de reacción; d) Transferir el calor contenido en al menos una porción de una o más corrientes de producto a la primera corriente de intercambio de calor; Caracterizada por que el calor se transfiere de la segunda corriente de intercambio de calor a la corriente de alimentación de la zona de reacción de la etapa (a) antes de que la corriente de alimentación de la zona de reacción se cargue en la zona de reacción, en donde la temperatura de la segunda corriente de intercambio de calor antes que la transferencia de calor sea inferior que aquella de la una o más corrientes de producto. 2. Un proceso como se reivindicó en la reivindicación 1, en la cual la temperatura de la segunda corriente de intercambio de calor antes de la transferencia de calor a la corriente de alimentación de la zona de reacción es inferior que aquella de la primer corriente de intercambio de calor antes de la transferencia de calor de la etapa (d). 3. Un proceso como se reivindicó en la reivindicación 1 o reivindicación 2, en el cual la segunda corriente de intercambio de calor antes de la transferencia de calor a la corriente de alimentación de la zona de reacción esta por debajo de 150ºC. 4. Un proceso como se reivindicó en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el cual la primer corriente de intercambio de calor es un suministro de vapor presurizado. 5. Un proceso como reivindicó en la reivindicación 4, en el cual el suministro de vapor presurizado tiene una presión de hasta 0,7 MPa. 6. Un proceso como se reivindicó en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el cual la corriente de alimentación de la zona de reacción de la etapa (a) es una corriente líquida. 7. Un proceso como se reivindicó en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el cual la corriente de alimentación de la zona de reacción a la cual es transferido el calor de la segunda corriente de intercambio de calor comprende alcohol y/o un derivado reactivo del mismo. 8. Un proceso como se reivindicó en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el cual cualquier corriente o porción de producto del cual se transfiere calor a la primera corriente de intercambio de calor en la etapa (d) es regresado a la zona de reacción despues de la transferencia de calor. 9. Un proceso como se reivindicó en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en la cual la temperatura de la corriente de alimentación en la zona de reacción es 80ºC o menor antes de que el calor sea transferido desde la segunda corriente de intercambio de calor. 10. Un proceso como se reivindicó en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en la cual al menos una porción de la una o más corrientes de producto se alimentan a zona de purificación, y la segunda corriente de intercambio de calor es un corriente de proceso de la zona de purificación. 12 ES 2 366 048 T3 11. Un proceso como reivindicó en la reivindicación 10, en la cual la segunda corriente de intercambio de calor es una ácido carboxílico purificado y/o una corriente de producto de anhídrido carboxílico de la zona de purificación 12. Un proceso como se reivindicó en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, en el cual el proceso es homogéneamente catalizado y se mantiene en la zona de reacción una composición de reacción líquida que 5 comprende alcohol y/o un derivado reactivo del mismo, ácido carboxílico y/o anhídrido de ácido carboxílico, y un catalizador de carbonilación del grupo VIII. 13. Un proceso como se reivindicó en la reivindicación 12, en el cual el catalizador de carbonilación del grupo VIII se selecciona de rodio y/o iridio. 14. Un proceso como se reivindicó en la reivindicación 12, o en la reivindicación 13, en el cual la zona de 10 purificación comprende una zona de separación de destello y una zona de destilación, en donde al menos una porción de una o más corrientes de productos se carga en la zona de separación de destello para producir una fracción líquida que comprende el catalizador de carbonilación del grupo VIII y una fracción de vapor que comprende ácido carboxílico y/o anhídrido de ácido carboxílico, en el cual la fracción líquida se regresa al reactor y la fracción de vapor se carga en la zona de destilación para producir ácido carboxílico purificado y/o anhídrido de ácido 15 carboxílico. 15. Un proceso como se reivindicó en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14, en el cual el alcohol o el derivado reactivo del mismo es metanol y/o un derivado reactivo del mismo, y el producto es ácido acético. 16. Un proceso como se reivindicó en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 15, en el cual la zona de reacción se mantiene a una temperatura en el rango de desde 100 a 300ºC, y una presión de desde 1,7 a 10,0 MPa. 13 ES 2 366 048 T3 14 ES 2 366 048 T3 ES 2 366 048 T3 16